제주 지역 특정 비브리오균종 집중분포와 지역 환경요인과의 관련성 연구(2차년도) = Study of the relation between distribution of specific vibrio spp. and marine environment in JEJU(Second Year)

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

○ Climate change and cholera(water borne diseases): Water borne diseases like cholerae and salmonellosis could outbreak by climate environment change and the effect of climate environment change can influence the global burden of disease according to IPCC 4th report and address of World Health Day by Dr. Margaret Chan, director of WHO, especially water borne diseases and vector borne diseases.
○ Jeju already changed to subtropical area and other area in Korean peninsula like south west and south coast are changing to subtropical area by climate change, and the risk of outbreak by virulence vibrio spp. is increasing according to climate change like increasing of Sea Surface Temperature(SST).
○ The results of 2009 KNIH project of the distribution of vibrio spp. and marine environment was showed that relative isolation rate of vibrio cholerae is high than vibrio parahaemolyticus in sea of Jeju.
○ The results of 2011 year show that the isolation rate of vibrio cholerae low than 2010 year.
○ The recA phylogenetic tree show that some isolates of vibrio cholerae between January and August at west sea of jeju were same group from south east Asia isolates.
○ The detection of ctxA, O1, and O139 by PCR: some isolates in Hanlim, Cheonjiyeon were O1 positive.
○ The comparison and analysis of marine environment between 2010 and 2011 year:
- Ocean environment around Jeju Island, where offshore current directly flows in, is different from that around the main land of Korea, where coastal water is well developed and offshore current indirectly flows in the coasts through mixing with the coastal water.
- In summer, the coastal water of the south China Sea flows in the coast of Jeju Island passing through the Taiwan Strait and the East China Sea.
- Up to August from the beginning of the year, sea surface temperature around Jeju Island in 2011 is lower compared with in 2010.
• The temperature of the Yellow Sea Bottom Cold Water is settled by water temperature in the Yellow Sea in previous winter. The water temperature in February is lower in 2011 than in 2010 and therefore, the bottom cold water in summer is developed more in 2011 than in 2010.
• Strongly developed bottom cold water in 2011 made the surface water temperature much lower through upwelling and mixing by typhoon Muifa.
• Lower heat flux and air temperature in the first half of 2011 made the surface water temperature stay in low after the typhoon.
○ The relative isolation rate of vibrio cholerae is high than vibrio parahaemolyticus in sea of Jeju., early isolated low isolated than 2010 year have correlation with marine environment of Jeju.
○Seawater of south east asia inflow through the taiwan strait to west of Jeju in summer season.
○Therefore relative high isolation rate of vibrio cholerae may be associated with marine environment of jeju.
○The results of this project can use about effective surveillance, prevention, and management of waterborne diseases(like cholera) according to Korean peninsula climate.

국문 초록 (Abstract)

○ 기후변화와 콜레라(수인성 감염질환): 기후변화에 의해 살모넬라(Salmonella),이질(Shigella), 콜레라(Cholerae)와 같은 수인성 감염성 질환(Water borne disease)들이 창궐할 수 있으며, 이러한 심각한 보건문제가 초래할 수 있음에 대해서는 IPCC(국가간 기후변화 협의체) 4차 보고서 및 2008년 4월 7일 세계 건강의 날(World Health Day)의 행사에서 세계 보건기구(World Health Organization) 사무총장 Dr Margaret Chan이 이에 대해 경고.
○ 전 지구적인 기후변화의 영향으로 제주도는 아열대 기후로 변화였고, 한반도 다른 지역도(서, 남해안) 아열대로 변해가고 있음에 따라, 주변 해수 온도의 꾸준한 상승으로 콜레라균, 패혈증 비브리오균, 장염 비브리오균 등과 같은 특정(병원성) 비브리오균에 의한 집단 환자 발생의 우려가 커지고 있음.
○ 2009년 질병관리본부의 해양환경 비브리오균 분포조사사업 결과: 제주도 해역의 비브리오 콜레라균의 상대적 분리율이 장염 비브리오 균보다 높게 나타나 내륙 해안지역의 조사 결과와 반대되는 현상을 보이고 있음.
○ 2011년 비브리오 콜레라균의 정성분석결과: 2010년에 비해서 균 분리율이 낮음.
○ 1월에서 8월 사이 제주도 천지연, 서귀포항, 한림항, 제주항 및 부산 해수에서 분리된 콜레라균의 recA 계통 분석 결과: 일부 분리주는 동남아시아(태국, 방글라데시, 남중국) 분리주와 같은 그룹으로 확인됨(해수의 흐름과 일치).
○ 콜레라 독소 파아지 유전자(ctxA) 및 O139, O1 PCR로 확인결과: 6월, 7월 한림항, 8월 천지연 분리주에서 일부O1 양성으로 확인됨.
○ 2010년과 2011년 해양환경 비교, 분석:
- 제주도 해역은 동남아시아의 해외난류수가 직접 유입되지만, 육지부는 해외난류수 간접유입 및 연안수 발달로 해양환경(특히 표층수 온도)이 다름.
- 여름철 동남아시아 해안의 해수는 연안류를 따라 대만해협을 통해 동중국해로 유입되고 제주도 주변해역으로 유입됨.
- 표층수 온도와 비브리오 콜레라균 검출률은 상관관계 있음(통계적으로 유의) : 2011년(2차년도) 한림내항(1), 항입구(2) 표층수 온도와 비브리오 콜레라균 정량분석(real-time PCR)과의 상관관계 분석결과 통계적으로 유의하게 나옴(Spearman, P <0.001). 즉 표층수 온도가 올라 갈수록 비브리오 콜레라균이 많이 검출됨.
- 2011년 8월까지의 제주도 주변해역의 표층수 온도은 2010년 보다 낮음.
• 황해저층수의 온도는 그 해 겨울철 수온에 의해 결정되는데 2011년 2월의 수온은 2010년보다 낮았고 2011년의 여름철 황해저층 냉수대는 2010년에 비해 발달했음.
• 발달한 황해저층 냉수대는 태풍(메아리와 무이파)에 의해 용승과 혼합으로 표층수 온도를 많이 감소시킴.
• 2011년 상반기의 약한 열속(heat flux)과 낮은 기온으로 태풍이 지난 후에도 제주도 주변해역의 수온은 다시 상승하지 못하고 낮은 수온 상태를 유지함.
○ 따라서 1) 비브리오 콜레라균의 분리율이 상대적으로 높은 편중 현상 및 이른 시기에 균이 검출되는 현상 및 2) 2010년에 비해 2011년에 균 검출율이 낮은 현상은 제주도 지역의 해양 환경 요인과의 2011년의 황해저층수 발달 및 태풍의 영향과관련성이 있음을 2차년도 연구를 통하여 확인.
- 제주도 해역에 동남아시아 해안 해류(해외난류수)의 직접 유입으로 동남아시아 해안 해수에 존재하는 비브리오 콜레라가 유입 가능(여름철 제주도 해역 해수 흐름 및 비브리오 콜레라균 recA 계통수 참조).
- 한반도 기후변화로 인해 제주도 해역의 해수 온도상승으로 유입된 비브리오 콜레라균의 증식이 가능한 해양 조건이 되었으며 따라서 제주지역에 유입된 균이 여름철뿐만 아니라 겨울철에도 천지연, 한림, 제주 지역에서 증식이 가능(비브리오 콜레라균 recA 계통수 참조)
○ 본 연구를 통하여 얻은 결과물은 한반도(특히 제주도) 기후변화에 따른 병원성 비브리오균 분포 변동 여부 확인을 통하여 콜레라를 포함한 수인성 감염질환에 대해서 효과적인 감시, 예방 및 관리를 하기 위한 중요한 자료로 활용이 가능함.
- 제주도 해역 해양환경요인(1)동남아시아 연안 해류(해외난류수)의 직접 유입 2) 한반도 기후변화로 제주도 해역 해수온도 상승)으로 동남아시아 연안 해수에 존재하는 비브리오 콜레라균 유입 및 증식 가능.
- 지금까지 분리한 비브리오 콜레라균은 콜레라 독소를 가지고 있지 않은 콜레라균이지만 동남아시아 연안 해수에 존재하는 콜레라 독소를 가지고 있는 법정 제1군 전염병인 콜레라균이 해류를 타고 제주도 및 남해안에 해역에 유입 및 증식 가능성이 한층 높아짐.
- 따라서 전 세계적인 기후 온난화에 의해서 한반도 기후변화 시 문제가 되는 수인성 감염질환(콜레라)에 대한 체계적이고 조기 감시, 경보, 예방 및 관리가 필요함.